远红外热波传导技术

第一篇：远红外热波传导技术

远红外热波传导技术

名词解释

远红外热波传导技术是利用光的吸收和折射原理将光热源以远红外形式传导和释放的技术。

什么是远红外热波传导技术 在光谱中、波长自0.76至400微米的一段称为红外线，红外线是不可见光线，是一种电滋波携带很高的能量，相同功率不同型号的红外线的辐射强度与波长的不同而强度不同。现代物理学称之为热射线。可分为两类：近红外线与远红外线。又称短波与长波，短波穿入人体组织较深,（用于工业、军事、医疗激光等）；长波即远红外波，多被表层皮肤吸收，穿透组织深度小于2毫米，取暖、保健效果比较理想。

远红外热波传导技术，是一种新型的远红外波传导技术，主要通过运用热膨胀系数极低的防爆石英玻璃以及卤钨循环原理以提升取暖装置的防爆性能和安全性能，并通过填充的混合气体将蓝光等有害光源进行过滤控制，释放出对人体有益的远红外线，具备一定的理疗、保健效果。该技术现主要应用于热波取暖器和热波浴霸等取暖设备。

技术原理

1、工作原理：在石英红外线灯中充入卤族元素、氟，氯，溴，碘各种卤素都能产生钨的再生循环。它们之间的主要区别是发生循环反应所需的温度以及与灯内其他物质发生作用的程度有所不同，利用卤钨循环的原理，在高温条件下钨丝蒸发出来的钨在管壁区域内与卤钨反应，形成挥发性的卤钨化合物。由于管壁温度高，卤钨化合物呈气态，当卤钨化合物扩散到较热的灯丝周围区域时又分化为卤素和钨。释放出来的钨部分回到灯丝上，而卤素继续参与循环过程。这样灯丝上的钨就不会逐渐挥发，也不会因为钨在管壁上沉积而发黑，其寿命得到延长。

2、卤钨循环原理：在管壁内通过充入一定配比的高纯氮气及二溴甲烷等混合气体可以起到保护钨丝的目的，这些气体在灯管内建立了卤钨循环。具体过程是灯丝中的钨挥发出来后，会向温度较低的地方移动，然后在管壁处和Br结合生成WBr2；而在温度较高处，WBr2又会分解，生成的W会回到灯丝上，Br回到工作气体中，这就是整个卤钨循环的过程。通过这样的卤钨循环，灯丝上的钨不会逐渐挥发，由于“热点”效应而使灯丝烧断，也不会因为钨在灯泡壳上沉积而发黑，其寿命得到大大延长。

3、通过调整高纯氮气及二溴甲烷的比例可以使其卤钨循环达到最佳状态，同时使灯管内外压力保持一致，进一步解决灯管的爆炸现象，提高了电热管的可靠性与安全性。材料

1.防爆石英玻璃：是一种防爆性能和安全性能极佳的石英玻璃，热膨胀系数极低，为普通石英玻璃的1/12—1/20，完全脱离爆炸条件，并达到了IPX6的防水等级，可以抵御大浪的冲击，其主要特点是热膨胀系数小，耐高温，冷热不炸裂，绝缘性好，透辐射强；

2.钨，主要用于灯丝；根据产品用途选用不同含量的钨丝 3.钼，主要用于同玻璃的封接。之所以采用钼材料，是因为钼的延展性很好，可以压成很薄的箔片，用这种箔片同玻璃封接。由于金属在很薄的情况下，收缩性大大减弱，因此可以和玻璃有很好的封接效果，保证不会漏气。

4.混合气体是核心（充入特殊工作气体，二溴甲烷、氪气、高纯氩„等），气体在灯管内建立了卤钨循环、调波长、调温、调色、延长寿命。管壁温度一般为200-800℃，色温1750k左右。详见吉柏利检测报。

应用

家用取暖:热播取暖器、热播浴霸是一种新型取暖设备。它具有：升温速度快，加热均匀，发热效率高、色温稳定、光衰小、寿命长、（可达8000小时以上）等特点。

关联词：取暖器、热波取暖器、浴霸、远红外线、红外线、高防爆石英玻璃、卤钨循环、色温、波长

第二篇：热成型技术（定稿）

王辉：热成型技术可以帮助汽车节能减排http://auto.QQ.com

2009年10月20日18:31

腾讯汽车

我要评论(0)主持人：下面进行今天最后一个主题演讲。下面有请本特勒汽车工业亚太区车身技术总监王辉博士。他演讲的题目是汽车安全设计及车身轻量化——本特勒热成型技术的应用。

王辉：我叫王辉，我来自德国本特勒集团。

不管现在的汽车动力是混合型的动力，还是电池的电动力，汽车车身轻量化的问题是一个主要的问题，汽车越轻，同样的动力他跑得越快，在同样的动力下他跑得远。所以我们今天的题目主要是讲一下怎么样用现代的工业技术以及新材料把车身在满足一些技术条件，比如说碰撞条件、干路条件下能满足轻量化，在节能减排方面做一些贡献。节能减排是一个大趋势，本特勒作为全球最大的汽车零部件供应商之一，我们可以说本特勒也在行动以节能减排。

我今天题目主要有几个部分，在技术报告之前，我用几分钟给大家介绍一下本特勒。另外，我再介绍一下关于二氧化碳的减排，这个题目今天我们前面的报告人都已经介绍了，我再简单介绍一下。另外，在车身上面材料的使用，为什么使用这个材料，这个材料有什么好处。我以前在国内做报告的题目就是这样：对于不同的零件我们可以使用不同的材料，满足他的技术要求，根据这个设计来满足轻量化的要求。另外，我给大家介绍我们近一两年在市场上推广的三个技术。最后，我要介绍三个例子，通过这三个例子大家可以看出来，作为节能减排，我们车的轻量化怎么能够在车的设计过程中考虑到成本的要求、轻量化的要求、技术的要求。

首先，本特勒。本特勒是一个家族企业，它已经存在了130年的历史。他以前是一个铁匠出身的，在50年代的时候，他曾经生产过五千辆最小车。60年代，本特勒集团分成三个分支，有钢管、钢材、汽车技术、贸易。我们今天主要讲的是汽车贸易，在汽车贸易里面我们有三个产品部门，第一个是底盘部门，我是来自车身部门的。另外一套，我们还有发动机和排气管道部门，另外，我们还有工程技术公司。本特勒全球在汽车行业总共在二十多家，有52个工厂16个研发中心，去年在汽车行业的销售量是46亿欧元，全球18000名员工。它的主要产品提前已经提到了，主要是底盘，底盘部门有底盘零件和底盘模块。我们还有车身件，车身件在车身里面，主要是A铸、B铸、前面保险杠这些系统。这些系统在汽车轻量化里面可以做很多的文章，因为在车身里面，碰撞是一个主要的，现在国内汽车要打开国际的碰撞门，你必须考虑到你这个车的设计，怎么样才能设计出一个车在国外欧洲碰撞的时候能够达到它的五星、四星的要求。我们这里面主要的安全零部件就拆开了热成型技术。我们主要发动机的钢管和排气管道，我们公司还有一个钢管厂，它是高强度的钢管它的抗强度能够到1600兆发左右。

这是我们公司以后要创新发展的未来，现在主要有三个：去年我们在国内搞技术展览的时候，我们已经提到这三个模块：这三个模块一个是有效合理的利用资源。有效合理的利用资源主要是考虑加工，我们通过不同的创新、改革使我们的先进工艺技术应用到生产中去，使能源消耗降低。这样我们有效的使用资源。另外，我们考虑到安全性。因为汽车的安全性是一个主要的课题，我们生产出来的车必须要安全。另外，就是环境保护，我们主要是考虑到怎样使汽车轻量化以达到减排的效果。所以我们不但在汽车零部件里面使用热成型技术，还有碳纤维材料，我们也可以提供这些产品的设计和生产。

接下来简单介绍我们公司的情况，我们公司在中国的业务也开展得很好，目前中国有四家工厂，两家在上海，一家在长春，另外一家在福州，而且我们公司是第一家把热成型技术引入中国的公司。前面介绍了我们公司。

下面讲一下我们下一个课题，这个课题主要是二氧化碳的规则。这个规则主要是欧共体定的规则。02年65%的车二氧化碳的排放量必须不能超过130克，05年，55%的车必须达到这个要求，如果不能达到这个要求，有一个惩罚，就是惩罚我们汽车厂，如果汽车厂超过一克，罚款五欧元，如果超过四克，每一克要付费95欧元。从2019年以后，所有的车生产，如果超出了这个标准，每一克都要罚款95欧元。这对汽车轻量化起到了很大的作用。这里面我们做了一个市场调查，如果车身或者整车的总量减轻一公斤，它的油耗可以节省多少升每公里，但是二氧化碳的排放量减少0.06克。这个0.06克是一个很小的数字，我们可以忽略不计，但是如果你从北京开到上海，来回跑一趟，二氧化碳的排放量就是很大的数字。而且如果你超过一克，从2012年开始，如果减轻重量一公斤，我就可以节省成本5.7欧元。这5.7欧元人民币就是57块钱。我们通过这个可以看出来，汽车的轻量化是非常关键的。在满足节能减排的大趋势下，作为一个汽车工程技术人员，必须要考虑到汽车的轻量化。我们做过一个调查，车身重量占整个车的40%，如果我们把车身减轻，整个车的重量就能够减轻。现在一般的设计都是单一的车型，我可以用全钢板车身结构，豪华车或者是奥迪车，全部是铝合金材料。在将来我们要考虑的肯定是车身的多样化，或者是材料的多样化。你要用不同的材料到不同的零部件上面去。以满足他的技术要求。这些材料比如说我们这里面说的有超高强度钢，一般抗拉强度在800以上的我们叫它是超高强度钢。比如说热成型技术，它的抗拉程度可以到1500、1600。铝合金、碳纤维复合材料，镁合金，这些技术在我们公司里面都可以进行设计以及进行生产。而且我们有一些产品已经在用这些方面的技术。

这是在德国汽车学会，由大众汽车公司牵头进行的研究。它是超级轻量化的车。这个车身的设计是有180公斤。这个车型是一个高尔夫(图库 论坛)的车型，这个高尔夫车型现在是180公斤，跟高尔夫

3、高尔夫4对比，它的材料减轻30%多。铝合金占了53%，有96公斤左右。钢板、钢材66公斤，镁合金11公斤，还有一些塑料件，这里面可能还有碳纤维复合材料。大家如果看一看的话，这里面的技术用了很多，比如说灰色的是热成型零部件，这里面表示，前面中央通道及以及底盘，底部通道，都是用高强度钢。为了满足侧面碰撞，A如和门底下的踏板，都是用热成型技术。再看这个车，这个车在欧洲碰撞已经拿到五个星，如果我们对它进行分析，看看哪些零部件我们可以改。看看在大的零部件能不能减轻它的重量。通过我们对前后保热成型材料，对顶部、底部，我们整个可以做一下估算。在满足这个技术要求情况下，碰撞要求、钢度要求等等要求情况下，我们可以减轻重量66公斤，这个66公斤是什么概念？成本我们现在不要考虑。因为铝合金和镁合金的材料成本肯定是很高的。我们现在根据技术进一步的创新，我估计成本肯定会降下来。我们考虑到二氧化碳的排放。这个排放我们可以考虑它在生产中，比如说复合材料或者是铝合金，它在生产中产生的二氧化碳提高了。但是，如果在使用期间它就降低了。而且在回收方面，因为复合材料等等的回收产生的二氧化碳也提高了。所以我们把整个考虑一下，如果一个车的使用寿命是20万公里，我们可以计算一下，它的二氧化碳的排放量可以减排670公斤。这670公斤我们除20万公里，等于是我们每公里减排4克二氧化碳。你一公斤，或者是一克，如果没有达标，你必须罚款95欧元，4克相当于400欧元左右，通过我们的分析，我们认为有可能根据我们的技术，尤其是热成型技术，我们能满足节能减排的要求。前面谈到了很多的热成型技术，热成型到底是什么样的技术？热成型其实是很简单的一个技术。大家可以看出来，这个工艺过程很简单，首先是开点、下料，进行炉子的加温，这个温度一般是在950度左右加温。加温以后，一次冲压成形，然后再进行冷却。这个技术和一般的冲压技术的区别多了一个模子。模具里面有一套冷却系统。它减轻重量，因为它强度提高了，所以重量可以减轻。而且可以减少它里面加强板的数量，比如说我们可以看出来，这里面的中央通道是大众车的一个通道，我们可以通过热成型技术可以用到中央通道里面去，加强板等一些零部件就可以省掉了。因为我们是一次成型，所以我们就需要一套模具。同时，它的成型的精度非常高。另外，它的碰撞的能力非常优秀。

这是我们一般用在汽车材料上面的图，我们也称它为香蕉图，因为它的形状像香蕉。一般我们国内在车身的材料是在这个范围之内，它的强度是200兆帕，它的强度是40%，因为它比较软，比较容易成型。它的原始材料没有加温之前强度已经很高了，延伸率15%。通过加热，它的材料里面，晶体发生变化，然后变到这个程度情况下，我们进行冲压成形，这个材料一加热950度以后，钢板肯定还是软的，在这个情况下加热成型。成型的同时进行冷却。冷却是轧果处理了，它的强度就提高了。热成型技术和我们老祖宗以前造剑的技术是一样的。王麻子菜刀很快，它的刀的成型也是经过炉子里面烧，进行锤打，到炉子里面冷却。这个工艺的好处是它的成型在25秒到30秒这么很短的时间内来完成。这个技术是很关键的。这个材料是1600兆帕，跟200兆帕相比，我们强了8倍。国内的这些厂家经常提这个问题，你这个材料技术好，哪个零部件我是第一优选，比如说要热成型技术。这里面是我们在市场调查，上面这些图形，所有这些零部件标志，在06年以前都可以采用热车型技术进行生产的。现在我们已经拓宽了，比如说这个中央通道，在06年如果这个曲线进行对比，本特勒每年可以生产八百万件，而且BERU是在汽车零部件里面首选的零部件。

热成型我们公司是全球领先的，我们不光停留在以前的热成型技术上面，我们这几年在热成型技术开发获得了很大的成功。比如说我们最里面一个技术，这个技术我们通过分析计算，我们发现这些零部件BERU的厚度，到底不部不要那么厚，中间厚一点，根据不同的厚度，我们可以在材料开展的过程中进行汞压，使得板的厚度根据我们的要求来调整轧汞的参数来满足他不同的厚度。冲压以后下料，下料以后进行热成型，最后冲压成形。这里面的好处，我哪个地方厚就可以进行热成型加工，一套模具就可以满足他的要求。这个技术我们已经成功的用到了宝马X5(图库 论坛)上面去。

另外一个，打补丁技术，在碰撞的时候，有机的部位会加强，加强需要加强板和加强金。我们在BERU的技术里面，两个料同时进行下，下完了以后点焊连接起来，一起送到炉子里面加温，一次成形，这个技术解决了：第一，省一套工序费用。第二，如果你单独进行加工，最后技术组装焊接的话，它的强度很高，焊接不在一起。这种技术它解决了撞碰带来的困难。这里面大家要问了，你在加温之前焊在一起了，再加热以后再成型，这两个点会不会脱落？我们可以解决这个问题。另外，局部进行加热，尤其在侧面碰撞，它里面的要求特别高，最高的要求你顶部材料强一点，底部弱一点，所以碰撞的时候，底部吸收能量多一点。我们这个技术现在已经成功的运用到了奥迪Q5(图库 论坛)的技术上面去了，奥迪Q5去年在欧洲获得车身展的最优秀奖。一般碰撞的时候顶部变形小一点，底部变形大一点。如果我们以热成型，不同材料局部加热，底部变形很小，顶部变形很大，可以满足碰撞的要求，使得底部能量吸收多一点，因为底部的空间比较大。在优化的过程中我们发现，这里面有一个轻量化的对比。如果用冷成型，它的重量是8.7公斤，如果我们用这个技术，4.5公斤。整车的重量减轻4.3公斤。我们不断的提高，还可以把重量减轻。

下面讲三个例子。我们经过分析、计算，完全可以做到把外面这个板热成型，如果我们采用热成型技术，连成的三件我们可以连件进行组成，重量可以减轻八公斤，性能可以提高，成本上面少了一个零件，总量减轻了，装配成本减少了。所以我们这个零件在葡萄牙进行量产。另外，我们这里面做了一个例子，这个车已经碰撞无形，但是由于车底很重，我们通过进行比较可以看出来，这里面有五层板连接起来的，大家看这个照片，这个照片是这个车子的切割照片，这个车子是帕萨车车子的切面，这里面就是用热成型技术，我们可以在保证它的性能的情况下，减轻车底的重量7%，这个7%的数字很小，但是这个车420公斤，7%的概念相当于是30公斤左右。最后一个例子，我们把20年以前的车进行分析，看这个车能不能满足现在的欧洲碰撞要求。大家可以看出来，如果20年前的车与我们在做碰撞，全面的碰和侧面的碰，整个车压缩得很大，我们对它进行分析，以前用的车身材料没有用高强度钢，用600兆帕的钢也是占8%左右。我们进行优化、分析，采用高强度钢，我们可以发现，最里面优化前和优化后，我们可以减少它的变形将近800毫米，800毫米可以把里面的驾驶员的生命进行保护，碰撞以后他没有进行压缩。车内碰撞可以减少500毫米。

这就是我今天要做的报告，谢谢大家！

第三篇：红外热波无损检测知识

红外热波无损检测属于红外热成像视觉检测，检测过程基于材料表面的温度场变化特点。由于热量传递的连续性，材料内部热传递或者热特性的改变必然会影响到表面温度场，从而反映出材料内部的不连续性或损伤。

本技术的实现原理是通过热激励源进行外部主动加热，在被检结构表面激发出热波并向内部传播，通过热像仪记录结构内部热波传播过程（热传递过程）不同所导致的表面温差，由获取的热图像来判别结构内部损伤并进行定量分析。

研制的红外热波无损检测系统由计算机、热激励系统和热图像采集装置三部分组成。计算机是硬件控制平台，提供可视化操作界面；热图像采集装置用于完成对被检测表面温度场变化情况的记录；热激励系统用于对被检测部位实施热激励。热图像采集装置主要由红外热像仪、前端显示器和铝制盒体组成。红外热像仪负责热图像的实时采集并以特定的格式传输给计算机；前端显示器用于检测人员在检测位置实时观察被检测表面的温度场变化情况。热激励系统主要由热激励源和供电电源组成，热激励源安装在热图像采集装置的铝制盒体内部。热激励源可分别提供热激励时的脉冲强光热辐射和连续光热辐射输出。供电电源为独立结构，提供热激励源工作时所需的大电流。

【技术特点】与传统的损伤检测方法相比，红外热波无损检测具有适用面广（可用于所有金属和非金属材料）、检测速度快（每次检测只需数十秒钟）、检测面积大（检测面积可根据硬件及被检测对象进行调节）、单向非接触检测、显示直观且直接存储、定量测量和特征识别等特点。特别适合于飞机纤维增强复合材料结构和表面涂层内部脱落或腐蚀的在役检测。

【技术水平】技术性能参数：

（1）温度测量精度：±2%。

（2）热灵敏度：0.08℃(30℃时)。

（3）空间分辨率：1.3mrad（毫弧度）。

检测性能指标：

（1）可检测损伤类型：复合材料层压板分层、脱粘等内部损伤；复合材料蜂窝夹芯结构面板与蜂窝芯脱粘、蜂窝芯塌陷、积水、积油等。

（2）最小检测损伤面积：16mm2（埋深1mm）。

（3）检测速度：单次检测时间≤60s（连续工作状态）。

【可应用领域和范围】红外热波无损检测系统主要用于飞机、无人机和直升机等纤维增强复合材料构件的损伤检测及修理工作。该检测系统能够检测构件内部的面积型损伤，可实现损伤面积和埋藏深度定量计算，为复合材料构件损伤修理方案的制订提供参考数据，并可用于修理后的质量检查。

可用于航空航天飞行器设计与制造、飞行器在役维护保障等领域，尤其适用于纤维增强复合材料结构的损伤检测评估与维修质量检查。

【专利状态】已获得1项发明专利。

【技术状态】小批量生产阶段

【合作方式】技术转让合作开发

【预期效益】由于显著的减重效能和吸波隐身特性，先进纤维增强复合材料正逐步成为现代新型飞机的主要结构材料，应用于雷达罩、机翼、垂尾、方向舵和机身结构件等部位。国产大型客机和运输机等都已在使用复合材料结构，除此以外，复合材料在其他航空航天飞行器如直升机、各型导弹和小型舰艇中的应用也在不断扩大。复合材料结构的大量使用必然伴随相应的维护和修理需求，尤其是损伤检测和修理质量控制方面，因而本检测设备具有较好的推广应用前景，经济效益可观。

《航空器复合材料构件红外热成像检测》标准通过审定

来源： 发布时间： 2011-09-29 11:17 23:11:14 浏览次数：

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目前在中国民航使用的机型中已经开始进行红外热成像无损检测工作。其中空中客车公司在维修手册中指定使用红外热成像方法检测升降舵、方向舵等复合材料部件。波音系列飞机维修也涉及红外热成像检测。国内主要航空器维修单位如国航工程技术公司、广州飞机维修工程有限公司、厦门太古飞机维修工程有限公司、上海科技宇航有限公司等都建立了红外热成像检测系统，开始进行该项工作。相信不久以后，许多维修单位都将建立红外热像检测能力。然而，在这一领域内，目前中国民航尚无相关标准，也未开展人员资格认证，各相关单位的工作没有统一的标准。有鉴于此，民航局航空器适航审定司于2009年批准了《航空器复合材料构件红外热成像检测》标准编写项目

该项目由中国国际航空公司工程技术分公司成都维修基地、南京航空航天大学、中国民航科学技术研究院、广州飞机维修工程有限公司等单位联合编写，于2010年10月完成标准送审稿，于2010年12月10日在北京召开审查会。

审查会由民航局航空器适航审定司主持。审查委员会由民航局航空器适航审定司、民航局飞行标准司、中国民航科学技术研究院、首都师范大学、哈尔滨工业大学、北京航空材料研究院、厦门太古飞机维修有限公司、上海科技宇航有限公司、国际航空公司工程技术分公司成都维修基地、北京飞机维修工程

有限公司和广州飞机维修工程有限公司的15位专家和技术人员组成。审查委员会听取了标准编写组关于《航空器复合材料构件红外热成像检测》标准的编写情况汇报，并对该标准送审稿进行了逐条认真细致的讨论和修改，与会专家一致认为：

1、该标准编写规范、结构严谨、文字简练、符合国家标准GB/T1.1-2009的规定及行业有关标准编写的要求。

2、该标准在编写过程中修改采用了美国材料试验协会标准ASTM E

2582-07《航空应用中复合材料板及其维修区脉冲红外无损检测实施标准》，参考了波音公司和空中客车公司飞机的无损检测手册中有关红外热成像检测的要求，结合了我国民用航空器无损检测工作的实际情况，因而操作性及实用性强。

3、该标准提出的要求科学、合理，能够实施。

4、该标准的制订规范了民用航空器红外热成像检测工作，对保障航空器的安全具有重要意义。

5、该标准达到了国外同行业先进标准的水平。

标准审查委员会对标准的部分内容提出了修改意见，同意标准编写组按会议提出的意见对标准进行修改后，形成标准报批稿上报。

该标准的制定将从人、机、料、法、环各个方面进行规范，建立人员培训和资格认证机制，为红外热成像检测的开展提供指导。

标准编号：GB/T 26643-2011 标准状态：现行

标准价格：27.0 元

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标准简介

本标准规定了闪光灯激励红外热像法无损检测的一般原则,适用于材料和结构的表面及近表面缺陷检测。

Non-destructive testing—Infrared flash thermography—

英文名称：

Guideline

ICS分类： 试验>>19.100无损检测

发布日期：

2011-06-16

首发日期： 2011-06-16

主管部门： 全国无损检测标准化技术委员会(SAC/TC 56)

陶宁、王迅、郭广平、李艳红、朱军辉、曾智、金万平、张存林、起草人：

伍耐明、刘颖韬、金宇飞

出版社： 中国标准出版社

《无损检测 术语 红外检测(GB/T 12604.9-2008)》由中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会发布，本部分由全国无损检测标准化技术委员会（SAC／TC 56）提出并归口。修改了“红外检测一般术语”（1996年版的第2章；本版的第2章）；修改了“红外检测设备、器材和材料的术语”（1996年版的第3章；本版的第3章）；修改和增加了“红外检测原理和方法的术语”（1996年版的第4章；本版的第4章）；增加了“检测工艺及操作的术语”（见第4章）。

有机防腐涂层质量的红外热波无损检测

缺陷尺寸对红外热波技术缺陷深度测量的影响研究

第四篇：发电厂热工自动化技术初探

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发电厂热工自动化技术初探

发电厂热工自动化技术初探

摘要：本文作者介绍了DCS的应用与发展，并对热工自动化技术在发电厂的应用进行了分析探讨。

关键词：发电厂；热工自动化；技术；初探

中图分类号：TM62文献标识码：A文章编号：

热工自动化系统的发展趋势是高速化、智能化、一体化和透明化。对故障信息的研究和充分利用是发掘热工故障诊断与故障预测的基础,现场总线的应用,为热工自动化系统的进一步发展提供了不断拓展的空间。DCS的应用与发展

火电厂热工自动化系统的发展变化,在二十世纪给人耳目一新的是DCS的应用,而当今则是DCS的应用范围和功能的迅速扩展。

1.1 DCS应用范围的迅速扩展

20世纪末,DCS在国内燃煤机组上应用时,其监控功能覆盖范围还仅限DAS、MCS、FSSS和SCS四项。即使在2004年发布的Q/DG1-K401-2004《火力发电厂分散控制系统(DCS)技术规范书》中,DCS应用的主要功能子系统仍然还是以上四项,但实际上近几年DCS的应用范围迅速扩展,除了一大批高参数、大容量、不同控制结构的燃煤火电机组的各个控制子系统全面应用外,脱硫系统、脱硝系统、空冷系统、大型循环流化床(CFB)锅炉等新工艺上都成功应用。可以说只要工艺上能够实现的系统,DCS都能实现对其进行可靠控制。

1.2 单元机组控制系统一体化的崛起

随着一些电厂将电气发变组和厂用电系统的控制(ECS)功能纳入DCS的SCS控制功能范围,ETS控制功能改由DCS模件构成,DEH与DCS的软硬件合二为一,以及一些机组的烟气湿法脱硫控制直接进入单元机组DCS控制的成功运行,标志着控制系统一体化,在DCS技术的发展推动下而走向成熟。控制系统一体化的实现,是电力行业DCS应用功

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能快速发展的体现。排除人为因素外,控制系统一体化将为越来越多的电厂所采用。

1.3 DCS结构变化,应用技术得到快速发展

随着电子技术的发展,近年来DCS系统在结构上发生变化。过去强调的是控制功能尽可能分散,由此带来的是使用过多的控制器和接口间连接。但过多的控制器和接口间连接,不一定能提高系统运行可靠性,相反到有可能导致故障停机的概率增加。因此随着控制器功能与容量的成倍增加、更多安全措施(包括采用安全性控制器)、冗余技术的采用(有的DCS的核心部件CPU,采用2×2冗余方式)以及速度与可靠性的提高,目前DCS正在转向适度集中,将相互联系密切的多个控制系统和非常复杂的控制功能集中在一对控制器中,以及上述所说的单元机组采用一体化控制系统,正成为DCS应用技术发展的新方向,这不但减少了故障环节,还因内部信息交换方便和信息传递途径的减少而提高了可靠性。此外,随着近几年DCS应用技术的发展,如采用通用化的硬件平台,独立的应用软件体系,标准化的通讯协议,PLC控制器的融入,FCS功能的实现,一键启动技术的成功应用等,都为DCS增添了新的活力,功能进一步提高,应用范围更加宽广。

全厂辅控系统走向集中监控

一个火电厂有10多个辅助车间,国内过去通常都是由PLC和上位机构成各自的网络,在各车间控制室内单独控制,因此得配备大量的运行人员。为了提高外围设备控制水平和劳动生产率,达到减员增效的目的,随着DCS技术和网络通讯功能的提高,目前各个辅助车间的控制已趋向适度集中,整合成一个辅控网(简称BOP 即Balance Of Plant的缩写)方向发展,即将相互独立的各个外围辅助系统,利用计算机及网络技术进行集成,在全厂IT系统上进行运行状况监控,实现外围控制少人值班或无人值班。

变频技术的普及应用与发展

由于变频调速不但在调速范围和精度,动态响应速度,低速转动力矩,工作效率,方便使用方面表现出优越性,更重要的是节能效果在经济及社会效益上产生的显著效应,因此继一些中小型电机上普遍应用后,近年来交流变频调速技术,扩展到一些高压电机的控制上试用,最新【精品】范文 参考文献

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如送、引风机和给水泵电机转速的控制等。

因为蕴藏着巨大的节能潜力,可以预见随着高压变频器可靠性的提高、一次性投资降低和对电网的谐波干扰减少,更多机组的风机、水泵上的大电机会走向变频调速控制,在一段时间内,变频技术将继续在火电厂节能工作中,扮演重要角色。

局部系统应用现场总线

自动化技术的发展,带来新型自动化仪表的涌现,现场总线系统(FCS)是其中一种,它和DCS紧密结合,是提高控制信号传输的准确性、实时性、快速性和机组运行的安全可靠性,解决现场设备的现代化管理,以及降低工程投资等的一项先进的和有效的组合。

热工控制优化技术的应用发展

随着过程生产领域对控制系统要求的不断提高,传统控制方法越来越难以满足火电厂热力流程对系统稳定性和性能最优化方面的要求,汽温超标已经成为制约机组负荷变化响应能力和安全稳定运行的主要障碍之一(燃烧优化主要是锅炉专业在进行,本文不作讨论)。由此基于现代控制理论的一些现代控制系统逐步在火电厂过程控制领域中得到应用。如基于过程模型并在线动态求解优化问题的模型预测控制(简称MPC)法、让自动装置模拟人工操作的经验和规律来实现复杂被控对象自动控制的模糊控制法、利用熟练操作员手动成功操作的经验数据,在常规的串级PID调节系统的基础上建立基于神经网络技术的前馈控制作用等,在提高热工控制系统(尤其是汽温控制系统)品质过程中取得较好效果。

SIS系统的应用发展

SIS系统是实现电厂管理信息系统与各种分散控制系统之间数据交换、实时信息共享的桥梁,其功能包括厂级实时数据采集与监视,厂级性能计算与分析。设备故障诊断功能、寿命管理功能、系统优化功能以及其它功能。自从国家电力公司电力规划总院在2000年提出这一概念和规划后,至今估计有300家多电厂建立了SIS系统,可谓发展相当迅速。但是自从SIS系统投运以来,其所起的作用只是数据的采集、存储、显示和可打印各类生产报表,能够真正把SIS的应用功能尽情发挥出来的很少,其面向统计/生产管理的数据分析工具,基于

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热经济性分析的运行优化,以品质经济性为目标的控制优化,以提高可靠性为目的的设备故障诊断等功能基本多数都未能付绪实施。其原因主要有设计不够完善,多数SIS厂家并没有完全吃透专业性极强的后台程序及算法,使其在生产实际中未能发挥作用,加上与现场生产脱节,因此SIS代理商所能做的只是利用网络技术,边搭建一个基本的SIS 架构边进行摸索。此外SIS应涵盖哪些内容没有统一的标准也缓慢了其功能的应用。但从大的方向上看,SIS系统的建设符合技术发展的需要和中国电力市场发展的趋势,将给发电厂特别是大型的现代化发电厂带来良好的经济效益

结束语

随着世界高科技的飞速发展和我国机组容量的快速提高,电厂热工自动化技术不断地从相关学科中吸取最新成果而迅速发展和完善,近几年更是日新月异,一方面作为机组主要控制系统的DCS,已在控制结构和控制范围上发生了巨大的变化;另一方面随着厂级监控和管理信息系统(SIS)、现场总线技术和基于现代控制理论的控制技术的应用,给热工自动化系统注入了新的活力。

参考文献：

[1] 宋邦富．DCS应用及发展[J]．化学工程与设备，2010，(3)．

[2] 白建云．大型火力发电厂顺序控制技术研究与应用[J]．技术交流，2011，(3)

[3] 赵杨，丁宝峰，杜翠女等.浅谈电气自动化技术在火力发电中的创新与应用[J].硅谷，2011，（3）.[4] 郑智武.火力发电厂厂用电气自动化系统的现状和发展[J].黑龙江科技信息，2010，（5）.[5] 薛飞，周伟，尹力伟等.火电厂电气自动化系统建设研究[J].科技创新导报，2009，（34）.------------最新【精品】范文

第五篇：热水解处理技术简介

1.THP的原理[5]

THP是污泥经高压蒸汽预处理，溶解污泥中的胶体物质，破碎细胞物质，水解大分子物质，使污泥性质发生相应的变化，原理图如图1：

原污泥THP处理后的污泥活细胞死细胞惰性物质胞外聚合物大分子难降解物质（高压蒸汽）热水解预处理水解的其他固体物质破碎的细胞破碎的细胞壁惰性物质胞外聚合物小分子易降解物质

图1 THP的原理示意图

2.THP的工艺流程

THP的工艺流程主要包括混匀预热，水解反应和泄压闪蒸三个步骤，流程图如图2。污泥首先经过离心脱水机或压滤机进行脱水到含固率到14%-18%，用泵输送到搅拌罐中进行混匀预热，预热后的污泥约为100℃。然后污泥输送到主反应罐中，用热蒸汽对反应罐中的污泥进行加热加压，达到温度为180℃左右，压力约为10bar时反应约30min，经热水解反应能够溶解污泥中的胶体物质降低粘度，并且将复杂的有机物水解为易于生物降解的简单有机化合物。最后一步为泄压闪蒸，利用反应罐中的压力和闪蒸罐中的压力差，将污泥输送到闪蒸罐中闪蒸，将闪蒸罐中产生的蒸气回送到搅拌罐中与新污泥混匀加热，实现热回收降低能耗。

原污泥经脱水至DS为14%-18%蒸汽回用Pulpers处理后的污泥DS为13%-14%Reactors处理后的污泥DS为12%-13%Flash tanks处理后的污泥DS为8-12%水蒸气污泥11bar的高压蒸汽

图2 THP的工艺流程图